一种半导体设备中的加热装置及半导体设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体设备中的加热装置及半导体设备，包括：加热盘，加热盘中设有加热部件；冷却盘，设置于加热盘下方，冷却盘中设有冷却部件；密封组件，设置于所述加热盘下方，所述密封组件与所述加热盘连接，并与所述加热盘配合形成容置空间，所述冷却盘设置于所述容置空间中；升降结构，与所述冷却盘连接，通过调整所述升降结构，所述冷却盘能够相对于所述加热盘上下移动。本发明专利技术有益效果在于，加热装置既可以在较高的工作温度下使用，又可以在较低的工作温度下使用。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体设备中的加热装置及半导体设备
本专利技术涉及半导体设备领域，更具体地，涉及一种半导体设备中的加热装置及半导体设备。
技术介绍
随着半导体行业的不断发展，半导体制程更加多样化，但是无论是哪种制程，温度都是其中的重要一环，直接影响设备产能和成本。一般情况下，硅片放到工艺腔的加热器上进行工艺，工艺完成后将硅片移走，在这个过程中，要求加热器温度保持不变，同时要求表面温度具有一定的均匀性。温度保持一般通过加热和水冷同时控制的方法解决。但在物理气相沉积(PVD)工艺中，温控保持不变很难做到，PVD通过溅射(Sputtering)沉积技术将靶材上的离子沉积到硅片上，溅射后的金属离子温度高，沉积时自身的热量通过硅片传递到放置硅片的加热器上，使加热器表面温度升高，温度难以维持。并且随着工艺时间的增加，加热器表面温度会越来越高。为抑制加热器表面不断升高的温度，使加热器的温度处于均衡状态，通常在加热器下方设置一降温装置，固定在加热器的下表面，然而这种设置方式依然无法满足加热器的温度均匀性。因此，需要一种新的加热器结构，能够满足加热器的温度均匀性，同时，可以加快冷却速度，缩短设备维护时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种半导体设备中的加热装置，解决加热装置工作温度受局限，降温速度慢，设备维护时间长的问题。为实现上述目的，本专利技术提出了一种半导体设备中的加热装置，设置在所述半导体设备的工艺腔室中，所述加热装置包括：加热盘，所述加热盘中设有加热部件；冷却盘，设置于所述加热盘下方，所述冷却盘中设有冷却部件；密封组件，设置于所述加热盘下方，所述密封组件与所述加热盘连接，并与所述加热盘配合形成容置空间，所述冷却盘设置于所述容置空间中升降结构，与所述冷却盘连接，通过调整所述升降结构，所述冷却盘能够相对于所述加热盘上下移动。作为可选方案，密封组件包括：连接件、波纹管转接件、波纹管轴、波纹管、固定座，其中，所述连接件与所述加热盘底面连接；所述波纹管转接件顶端与所述连接件连接，底端与所述波纹管轴连接；所述固定座设置在所述工艺腔室的底壁上，与所述底壁密封连接，其上开设有第一通孔，所述波纹管轴的下部穿过所述第一通孔及开设在所述底壁上的被所述固定座密封的第二通孔延伸至所述工艺腔室外部；所述波纹管套设在所述波纹管轴上，位于所述波纹管转接件和所述固定座之间，且与所述波纹管转接件和所述固定座密封连接。作为可选方案，所述冷却盘包括冷却盘本体和设置于所述冷却盘本体下方的支撑部，所述冷却部件设置于所述冷却盘本体中，所述升降结构包括：螺钉，所述螺钉穿过所述波纹管轴底端开设的过孔与所述支撑部底端开设的螺纹孔连接；弹性件，套设在所述螺钉上，位于所述支撑部底端与所述波纹管轴底端之间。作为可选方案，所述加热盘的下表面和所述冷却盘的上表面平行。作为可选方案，所述加热装置还包括：压缩气体输入管路，所述压缩气体输入管路连通于所述容置空间。本专利技术还提出了另一种半导体设备中的加热装置，设置在所述半导体设备的工艺腔室中，所述加热装置包括：加热盘，所述加热盘中设有加热部件；第一冷却盘，设置于所述加热盘下方，贴合所述加热盘设置，所述第一冷却盘中设有第一冷却部件；第二冷却盘，设置于所述第一冷却盘下方，与所述第一冷却盘连接，所述第二冷却盘与所述第一冷却盘之间设有间隙，所述第二冷却盘中设有第二冷却部件。作为可选方案，所述加热装置还包括：波纹管轴、波纹管、固定座，其中，所述波纹管轴位于所述第二冷却盘下方，与所述第二冷却盘连接；所述固定座设置在所述工艺腔室的底壁上，与所述底壁密封连接，其上开设有第一通孔，所述波纹管轴下部穿过所述第一通孔及开设在所述底壁上的被所述固定座密封的第二通孔延伸至所述工艺腔室外部；所述波纹管套设在所述波纹管轴上，位于所述第二冷却盘和所述固定座之间，且与所述第二冷却盘和所述固定座密封连接。作为可选方案，所述加热装置还包括：所述第一冷却盘的下表面和所述第二冷却盘的上表面平行。作为可选方案，所述加热装置还包括：压缩气体输入管路，所述压缩气体输入管路连通于所述间隙。本专利技术还提出了一种半导体设备，包括工艺腔室，和上述的设置在所述工艺腔室中的加热装置。本专利技术的有益效果在于，第一种加热装置通过调节冷却盘与加热盘之间的距离，拓宽了加热装置的使用温度范围，当冷却盘向上移动至顶部与加热盘接触时，水冷效果较强，适用于较低的工作温度；当冷却盘向下移动距离加热盘较远时时，水冷效果较弱，适用于较高的工作温度。这种加热装置既可以使用在低工作温度下，又可以使用在高工作温度下。进一步地，为了匹配更多的工作温度，冷却盘与加热盘之间的距离可以随意调节，并可固定在任何高度，提高灵活性。进一步地，当加热装置维护需要降温时，容置空间中可以通入高压空气，提高该空间的气体压力，进一步提高传热速率，加速降温，提高设备利用率。第二种加热装置设有两个冷却盘，两个冷却盘单独工作，通过切换冷却盘，实现拓宽加热装置的使用温度范围。进一步地，加热盘和冷却盘之间为空气隔热非真空隔热，能够解决高工作温度时，水冷效果太强导致的温度降低问题。进一步地，当加热装置维护需要降温时，同时给两个冷却盘通水,提高对加热盘的水冷效果，能够实现加热装置的快速降温。本专利技术具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了一实例中一种加热装置的结构示意图。图2示出了根据本专利技术实施例1的一种半导体设备中的加热装置的结构示意图。图3示出了根据本专利技术实施例2的一种半导体设备中的加热装置的结构示意图。附图标记说明：101-加热盘；102-加热丝；103-冷却盘；104-冷却管道；105-冷却水管；106-固定座；107连接筒；108-连接筒内部；109-加热器外侧；100-测温装置；110-晶圆；301-加热盘；302-加热部件；303-支撑部；313-冷却盘本体；304-冷却部件；303A-第一冷却盘；304A-第一冷却部件；303B-第二冷却盘；304B-第二冷却部件；305-波纹管轴；306-连接件；307-波纹管转接件；308-波纹管；309-固定座；1-进水管路；2-出水管路；3-出水管路；4-出水管路；5-进水管路；6-进水管路；401-螺钉；402-弹性件；403-螺纹孔；404-过孔。具体实施方式为了降低加热器表面不断升高的温度，提出了两种解决方案，第一种解决方案：如图1所示，加热器包括加热盘101、冷却盘103、加热丝102、冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体设备中的加热装置，设置在所述半导体设备的工艺腔室中，其特征在于，包括：/n加热盘，所述加热盘中设有加热部件；/n冷却盘，设置于所述加热盘下方，所述冷却盘中设有冷却部件；/n密封组件，设置于所述加热盘下方，所述密封组件与所述加热盘连接，并与所述加热盘配合形成容置空间，所述冷却盘设置于所述容置空间中；/n升降结构，与所述冷却盘连接，通过调整所述升降结构，所述冷却盘能够相对于所述加热盘上下移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体设备中的加热装置，设置在所述半导体设备的工艺腔室中，其特征在于，包括：
加热盘，所述加热盘中设有加热部件；
冷却盘，设置于所述加热盘下方，所述冷却盘中设有冷却部件；
密封组件，设置于所述加热盘下方，所述密封组件与所述加热盘连接，并与所述加热盘配合形成容置空间，所述冷却盘设置于所述容置空间中；
升降结构，与所述冷却盘连接，通过调整所述升降结构，所述冷却盘能够相对于所述加热盘上下移动。


2.根据权利要求1所述的半导体设备中加热装置，其特征在于，密封组件包括：连接件、波纹管转接件、波纹管轴、波纹管、固定座，其中，
所述连接件与所述加热盘底面连接；所述波纹管转接件顶端与所述连接件连接，底端与所述波纹管轴连接；所述固定座设置在所述工艺腔室的底壁上，与所述底壁密封连接，其上开设有第一通孔，所述波纹管轴的下部穿过所述第一通孔及开设在所述底壁上的被所述固定座密封的第二通孔延伸至所述工艺腔室外部；所述波纹管套设在所述波纹管轴上，位于所述波纹管转接件和所述固定座之间，且与所述波纹管转接件和所述固定座密封连接。


3.根据权利要求2所述的半导体设备中加热装置，其特征在于，所述冷却盘包括冷却盘本体和设置于所述冷却盘本体下方的支撑部，所述冷却部件设置于所述冷却盘本体中，所述升降结构包括：
螺钉，所述螺钉穿过所述波纹管轴底端开设的过孔与所述支撑部底端开设的螺纹孔连接；
弹性件，套设在所述螺钉上，位于所述支撑部底端与所述波纹管轴底端之间。


4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体设备中的加热装置，其特征在于，所述加热盘的下表面和所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11